Vasta-ainemikrosarjojen nykyiset sovellukset

Vasta-ainemikrosarjojen ainutlaatuisten ominaisuuksien ja niiden soveltuvuuden vuoksi erilaisissa biolääketieteellisissä hankkeissa on kehitetty joukko erilaisia vasta-ainemikrosarjoja, joista osa on tullut kaupallisesti saataville. Olemme keränneet tähän joitakin edustavia tutkimuksia viimeisten 7 vuoden ajalta (taulukko 1) ja järjestäneet yleiskatsauksen kahteen osaan hankkeiden painopisteen mukaan: biologiaan perustuviin perustutkimuksiin ja kliiniseen tutkimukseen. Koska on käytännössä mahdotonta kattaa kaikkia viimeaikaisia vasta-ainemikrosirujen sovelluksia, keskitymme niihin sovelluksiin, joita pidämme erittäin kiinnostavina ja joilla on merkittävää kliinistä merkitystä.

Perusbiologinen tutkimus

Signaalireitteihin liittyvät

Signaalireitteihin liittyvät muutokset ovat monien tautitilojen, kuten syövän , diabeteksen ja hermoston rappeutumishäiriöiden tunnusmerkki. Vasta-ainemääritysten rakentaminen käyttäen kaappausreagensseja, jotka kohdistuvat proteiineihin kiinnostavassa signalointikaskadissa, on antanut tutkijoille mahdollisuuden tutkia muutoksia proteiiniprofiileissa ja modifikaatioita signalointireiteissä normaaleissa biologisissa prosesseissa ja sairaustiloissa. Tutkijat ovat soveltaneet tätä konseptia erilaisiin biologisiin näytemateriaaleihin ja -valmisteisiin, kuten solulysaatteihin , kudosuutteisiin ja plasmaan.

Kalbindiini-D28 k (CB), tärkeä kalsiumia sitova proteiini, joka toimii kalsiumpuskurina, ilmentyy alhaisemmilla pitoisuuksilla Alzheimerin tautia sairastavien hiirten ja ihmisten aivoissa, mutta ei tiedetä, vaikuttavatko muutokset Alzheimerin tautiin liittyviin toimintahäiriöihin (AD). Kook et al. loivat CB-puutteellisen Alzheimerin tautia sairastavan siirtogeenisen hiiren (CBKOTg) tutkiakseen CB:n osuutta AD:n signalointireitteihin. Käyttämällä hiiren aivokudoksen tutkimiseen vasta-ainemikrosiruja he havaitsivat merkittäviä muutoksia solukuoleman reiteissä, synaptisessa transmissiossa ja MAPK-signalointireiteissä CB:n poiston yhteydessä. Nämä havainnot vahvistettiin immunohistokemialla, joka osoitti lisääntyneitä apoptoottisia merkkiaineita ja lisääntynyttä hermosolujen kuolemaa, mikä osoittaa, että vasta-ainemikrokaistat voivat tarjota uutta tietoa, mikä lisää ymmärrystämme CB:n roolista ja sen vaikutuksesta AD:n patofysiologiaan.

Vasta-ainemikrokaistoja on käytetty paljastaaksemme fysiologisen roolin erittäin konservoituneissa proteiineissa, mukaan lukien elongaatiotekijä 4. Gao et al. purkivat laadunvalvontatekijän mitokondriaalisen elongaatiotekijä 4:n (mtEF4) mekanismia translaatiossa käyttämällä fosfo-explorer-vasta-ainemikrosirua . Vertailemalla mtEF4 knock-out- ja WT-hiirten kiveskudosten solulysaatteja he havaitsivat, että mTOR:n kertainen rikastuminen oli korkein eri signalointireittien joukossa. Kirjoittajat osoittivat, että mtEF4:n poiston yhteydessä tärkein somaattisesta sytoplasmasta tuleva palautesignaali on mTOR:n ylössäätely. Tähän liittyi lisääntynyt sytoplasminen translaatio, mikä osoittaa, että mTOR:lla on ratkaiseva rooli myötävirtaan vaikuttavana tekijänä, joka kompensoi mitokondrioiden translaatiovajetta . Lisäksi tutkimuksessa yhdistettiin aiemmin kuvaamaton ristikkäistoiminta mitokondrioiden mtEF4-riippuvaisen laadunvalvonnan ja sytoplasman mTOR-reitin välillä.

Lääkemekanismi

Vasta-aineiden mikrosarjamääritysten avulla tutkijat voivat tutkia lääkemekanismeja järjestelmällisesti ja tehokkaasti. Monista mahdollisista sovelluksista on tutkittu kasvaimen aiheuttamaa angiogeneesiä, koska sillä on keskeinen rooli syövän etenemisessä . P11, uusi peptidiligandi, joka sisältää PDZ-sitoutumismotiivin (Ser-Asp-Val) ja jolla on korkea affiniteetti integriini αvββ3:een, tunnistettiin kuusipeptidikirjastosta (PS-SPCL) käyttämällä vasta-aine-mikrojoukkoa . P11:n farmakologinen mekanismi selvitettiin käyttämällä erityisesti suunniteltua farmakoproteomista mikrosirumallia, joka sisälsi 48 syöpään liittyvää vasta-ainetta . Tutkimus osoitti, että P11 estää bFGF:n indusoimaa ihmisen napavaltimon endoteelisolujen proliferaatiota mitogeeni-aktivoidun proteiinikinaasin ja solunulkoisen signaalin säätelemän kinaasin eston kautta. Lisäksi microarray paljasti, että P11 aiheutti apoptoottisen merkkiaineen p53:n regulaation, johti apoptoosin induktioon kaspaasijärjestelmän aktivoinnin kautta, mikä osoittaa, että P11:llä voi olla keskeinen rooli kasvaimen etenemisen estämisessä. P11:n ja p53:n välinen yhteys esittelee kliiniset ja perussyöpätutkijat auttavat selvittämään lisää vihjeitä P11:n roolista ja sen estävästä kohteesta.

Lovastatiinia, Aspergillus terreus tai Monascus ruber -kasvintuhoojasta peräisin olevaa luontaistuotetta, on käytetty laajalti kolesterolia alentavana lääkkeenä klinikassa. Yang ym. ovat käyttäneet 656 vasta-ainetta sisältävää, eri toiminnallisiin solupolkuihin keskittyvää vasta-ainemikrosirua, joka viittasi siihen, että lovastatiinilla on myös syöpää ehkäiseviä ominaisuuksia huonosti määriteltyjen mekanismien kautta. On suuri tarve löytää tehokkaita syöpähoitoja ja ymmärtää niiden vaikutusmekanismeja. Rintasyöpäsoluja tutkittiin mikrosirujen avulla hypoksisissa olosuhteissa molekyylimekanismien selvittämiseksi, joiden kautta lovastiini saa aikaan vaikutuksensa. Ne osoittivat 17 ylösreguloitua proteiinia ja 20 alasreguloitua proteiinia lovastatiinilla käsitellyissä rintasyöpäsoluissa verrattuna kontrolliin, ja tulokset validoitiin myöhemmin reaaliaikaisella PCR:llä . Proteiinisignatuuriin sisältyi proteiineja, jotka osallistuvat apoptoosiin, solujen proliferaatioon ja kasvaimen metastaasiin, mikä yhdistää näiden polkujen moduloinnin lovastiinin farmakologiseen vaikutukseen.

Tyypin 2 diabeteksen lääkkeellä, metformiinilla, on myös ehdotettu olevan syövänvastaisia ominaisuuksia. Lee ym. tutkivat uusien metformiinijohdannaisten tehoa käyttämällä solusykliin liittyvien molekyylien tutkimiseen rakennettua vasta-aine-mikrosarjaa. Kirjoittajat osoittivat, että metformiinibutyraatilla (MFB) oli parempi kasvainvastainen teho kuin metformiini-HCl:llä suuremman neoplastisen aktiivisuuden ja paremman tehokkuuden kautta heikentämällä solusyklin etenemistä S- ja G2/M-vaiheissa, minkä lisäksi sillä näytti olevan ensisijaisia sytotoksisia vaikutuksia rintasyövän kantasolupopulaatioihin . Nämä havainnot korostavat, miten vasta-ainemääritykset voivat tarjota proteomista näyttöä, joka tukee tehokkaampien lääkkeiden kehittämistä.

Biologisessa perustutkimuksessa vasta-ainemikrosiruja voidaan käyttää signaaliproteiinien ja tiettyyn fenotyyppiin liittyvien proteiinien havaitsemiseen. Rinnakkaisella proteiinien havaitsemisella varustetut matriisit luovat mahdollisuuden tutkia useita signalointireittejä yhdessä kokeessa, mikä antaa tietoa uusista mekanismeista, kuten sairauden etenemisen, lääkkeiden vuorovaikutuksen ja infektiovasteen tutkimisessa.

Kliininen tutkimus

Kliinisten näytteiden analysointi proteiinitasolla mahdollistaa diagnostisten markkereiden parantamisen ja hoitovaihtoehtojen suuntaamisen. Koska proteiinit osallistuvat useimpiin soluprosesseihin, proteiinianalyysi voi tarjota biologisen tautisignatuurin, joka tuottaa yksityiskohtaista tietoa solun, elimen tai järjestelmän nykytilasta. Vasta-ainemikrosarjat voivat tarjota reaaliaikaisen oppaan biologisten prosessien nykyisistä muutoksista terveyden ja sairauden aikana. Tässä jaksossa esitellään, miten vasta-ainemikrosarjoja on käytetty kliinisten kohorttien tutkimiseen ensisijaisesti seerumi- ja plasmanäytteiden analysoinnissa. Kaikkia kliinisessä tutkimuksessa käytettävien vasta-ainemikrosirujen näkökohtia ei ole mahdollista käsitellä, ja tässä keskitymme vain muutamiin tärkeimpiin sairauksiin eli autoimmuunisairauksiin, infektiosairauksiin, syöpään ja hermoston rappeutumissairauksiin.

Autoimmuunisairaudet

Systeemisen lupus erythematosuksen (SLE) diagnosointi on haastavaa, koska sen kliininen oirekuva on heterogeeninen ja koska ei ole olemassa vankkoja biomarkkereita, joiden avulla voitaisiin erottaa aktiivinen tauti aktiivisesta taudista ja inaktiivisesta taudista sekä muista autoimmuunisairauksista. Lin ym. tekivät DotScan™-vasta-aineiden mikrosiruseulonnan perifeerisen veren mononukleaarisoluista, jotka olivat peräisin 60:ltä SLE-potilaalta, joiden tautiaktiivisuus vaihteli, 25:ltä nivelreumapotilailta, 28:lta muulta autoimmuunisairaudelta ja 24:ltä terveeltä kontrollilta. Vasta-ainemikroarray-profiilit pystyivät erottamaan aktiiviset SLE-potilaat terveistä kontrolleista. Käyttämällä leukosyyttien sieppausjoukkoa parannettiin tavanomaisen SLE-diagnostiikan erottelukykyä: seerumin anti-dsDNA:n, komplementtien C3:n ja C4:n todentamisella mikrojoukot lisäsivät puoliaktiivisen ja aktiivisen SLE:n erottelukykyä, mikä on tietoa, joka auttaa parempaan taudinhoitoon.

Toisessa tutkimuksessaan Carlsson ym. rakensivat 135 ihmisen rekombinanttia yhden ketjun fragmenttimuuttujaa (scFv-muuttujat, single chain fragment variables), jotka kohdistuivat immuunivasta-aineisiin, jotta voitiin rakentaa oma vasta-aineita käsittelevä mikromooste. Tässä tutkimuksessa he tutkivat potilaita, joilla oli systeeminen skleroosi (SSc), SLE ja 15 tervettä vapaaehtoista. SSc on sidekudokseen vaikuttava autoimmuunisairaus, jota voi olla haastavaa erottaa SLE:stä. Joukko tunnisti 40 eri tavoin ilmentynyttä proteiinia, jotka muodostavat proteomikandidaattisignatuurin, jonka avulla SLE ja sen vaikeusaste voidaan erottaa SSc:stä. Tämä proteiinisignatuuri oli parempi tautiluokitus kuin yksittäiset tai jopa perinteisten kliinisten parametrien yhdistelmät, mukaan lukien ANA, anti-DNA, SLEDAI-2 k, C1q, C3, C4 ja CRP, mikä havainnollistaa vasta-ainemikromatriisien potentiaalista käyttöä uusien tautisignatuurien luomiseksi, jotka tuovat kliinistä lisäarvoa taudin hallintaan.

Tartuntataudit

Tartuntataudit aktivoituvat immuunijärjestelmään eri tavoin, ja näitä mekanismeja voidaan tutkia vasta-ainematriisitiedostojen avulla proteomin laajuisella tasolla. Helicobacter pylori on patogeeni, joka kolonisoi noin puolet maailman väestöstä ja aiheuttaa kroonista gastriittia. Sukri et al. käyttivät DotScan™-vasta-ainemikrojoukkoa määrittääkseen immuunijärjestelmän suvaitsevaisuutta kasvainsoluja kohtaan mahasyövässä käyttämällä 144 CD-vasta-ainetta CD-merkkien jakautumisen profiloimiseksi Helicobacter pylori -infektoituneiden ja infektoimattomien mahalaukun adenokarsinoomasolujen välillä. Mielenkiintoista oli, että he havaitsivat, että cagA + H. pylori -tartunnan saaneen mahalaukun adenokarsinoomasolulinjan AGS:n CD27-ekspressio oli lisääntynyt, mikä on olennaista T-solupopulaation ylläpidon kannalta, ja lisääntyneitä CD-merkkiaineita havaittiin myös H. pylori -tartunnan saaneilla mahasyöpäpotilailla. Tämä tutkimus viittaa paitsi immuunijärjestelmän suvaitsevaisuuteen mahasyöpää kohtaan myös eri H. pylori -kantojen hyödyntämiin immuunivasteen vaihteluihin.

Lisäksi vasta-ainemääritykset voivat olla hyödyllisiä seurattaessa jatkuvaa muutosta fysiologisessa ympäristössä, mukaan lukien tautitilanne ja vaste terapioille ja toimenpiteille. Maksansiirron jälkeen 94 prosentilla potilaista havaittiin hepatiitti C -viruksen (HCV) aiheuttamia histologisia vaurioita, ja joillakin potilailla tauti uusiutui vakavasti . Ennustavia biomarkkereita tarvitaan kipeästi uusiutuvan taudin vakavuuden tunnistamiseksi. Käyttämällä CD-vasta-aineiden mikrosirua tutkittiin perifeeristä verta potilailta, jotka määriteltiin siirtoa edeltäviin ryhmiin, varhaisiin ryhmiin, keskivaiheilla oleviin ryhmiin ja myöhäisiin ryhmiin, jotta voitaisiin ennustaa HCV:n uusiutumisen vaikeusaste elinsiirron jälkeen . Potilailta ennen maksansiirtoa ja sen jälkeen otetut sarjavalmisteiset verinäytteet mahdollistivat tautimiljöön seurannan omine sisäisine kontrolleineen. Viisi CD-markkeria (CD27, CD182, CD260, CD41 ja CD34) lisääntyivät merkittävästi vaikeassa uusiutumisessa verrattuna lievään uusiutumiseen. Tämä tulos osoittaa, että vasta-ainemääritykset voivat auttaa arvioimaan uusiutuneen HCV-taudin vaikeusastetta maksansiirron jälkeen.

Ellmark ym. kehittivät yhden kehyksen rekombinanttivasta-ainemäärityksen (SinFabs) mikromäärityksen, joka sisälsi 127 erilaista vasta-ainetta, jotka kohdistuvat n-CoDeR-kirjastosta valittujen n-CoDeR-antigeenien vastustamiseen mahalaukun adenokarsinoomassa. He selvittivät, että plasman proteomeista voitiin tunnistaa erillisiä kasvaimen ja infektioon liittyvien proteiinien, kuten IL-9:n, IL-11:n ja MCP-4:n, ilmentymiä, jotka toimivat potentiaalisina biomarkkereina. Nämä havainnot voivat auttaa parantamaan ymmärrystä H-pylori-indusoidusta syövästä ja tasoittaa tietä hienostuneelle diagnostiikalle tulevaisuudessa.

Heijaspohjaisilla vasta-ainemäärityksillä on tutkittu plasman proteiiniprofiilien eroavaisuuksia malariasta ja malariaan liittyvistä komplikaatioista kärsivillä lapsilla . Seulotuista 1000 proteiinista 41 proteiinilla oli erilainen ilmentyminen malariatartunnan saaneiden lasten ja yhteisön kontrolliryhmien välillä. Kolmetoista muuta proteiinia oli yhteydessä malaria-taudin vakavuuteen. Nämä havainnot osoittavat, että tulehdus ja epätasapainoinen glukoosiaineenvaihdunta vaikuttavat taudin vakaviin muotoihin, ja suurimmat muutokset havaittiin kahdessa lihasproteiinissa (hiilihappoanhydraasi 3 ja kreatiinikinaasi), jotka viittasivat lihasvaurioihin ja -vaurioihin aivomalariaa sairastavilla lapsilla. Nämä havainnot voivat auttaa kehittämään yksinkertaisia testejä malariatartunnan saaneiden lasten luokittelemiseksi ryhmään, jolla on suurempi riski sairastua vakavaan tautimuotoon.

Syöpä

Antikehomikrosiruja on sovellettu syöpätutkimukseen pääasiassa syövän etenemisen ja sellaisten proteiiniehdokkaiden tutkimiseen, jotka voivat toimia diagnostisina biomarkkereina . Haimasyöpä on aggressiivinen sairaus, jolla on huono ennuste, ja tautikohtaisia biomarkkereita, jotka tarjoavat varhaisen ja tarkan diagnoosin, tarvitaan kipeästi. Wingren et al. seuloivat 148 haimasyöpäpotilaan, kroonista haimatulehdusta, autoimmuunipankreatiittia (AIP) sairastavan potilaan ja terveiden kontrolliryhmien seerumeita käyttämällä itse kehitettyä rekombinanttivasta-aineita sisältävää mikroarray-alustaa. He tunnistivat 25 proteiinikohteen paneelin, mukaan lukien IL-2, IL-11, IL-12 ja TNF-, jotka auttoivat erottamaan haimasyövän terveistä kontrolleista. Tällä 25 proteiinin allekirjoituksella on suuri diagnostinen potentiaali (AUC 0,88). Lisäksi ryhmä on hiljattain laajentanut paneelinsa analyysia uusiin näytejoukkoihin, mukaan lukien lymfooma , eturauhassyöpä ja rintasyöpä solulysaateissa ja plasmassa. Nämä havainnot ovat hyödyllisiä uusien ja monimuuttujadiagnostiikkamenetelmien kehittämisen apuna.

Yksi syöpäbiologian tärkeimmistä kysymyksistä on kasvaimen invasiivisuuden määrittäminen. Eräässä tutkimuksessa kehitettiin räätälöity 4096 ominaisuutta sisältävä vasta-ainemikroarray-alusta, jolla kuulusteltiin plasmanäytteitä, jotka kattoivat preinvasiiviset ja invasiiviset taudit hiiren hiirimallissa haiman duktaalisesta adenokarsinoomasta (PDA) . He löysivät proteiinisignatuurin, joka koostui kolmen proteiinin, ERBB2:n, TNC:n ja ESR1:n, erilaisesta ilmentymisestä ja jota voitiin käyttää parantamaan AUC-arvoa 0,86:sta (95 %:n luottamusväli 0,766-0,96) 0,97:ään (95 %:n luottamusväli 0,92-1,0), kun mukaan otettiin PDA:n merkkiainemäärittäjä CA19-9.

Vähemmistö hiljattain diagnosoiduista rakkosyöpätapauksista on matalan asteen, matala-asteisia, ei-lihaksiainevasivoivia . Tavanomaisen transuretraalisen resektion jälkeen 50-70 % kasvaimista uusiutuu, mutta 10-30 % kasvaimista etenee lihasinvasiiviseksi taudiksi . Kasvaimen etenemismekanismin ymmärtäminen voisi tarjota enemmän hyödyllistä tietoa kliiniseen tutkimukseen. Srinivasan et al. tutkivat solulysaatteja 810 syöpään liittyvää vasta-ainetta sisältävällä vasta-ainemikrosirulla, jonka Hoheiselin laboratorio on rakentanut. Kirjoittajat rakensivat 20 proteiinia sisältävän monimuuttujaluokittimen, joka helpotti uusiutumisen ennustamista 80 prosentin herkkyydellä ja 100 prosentin spesifisyydellä. Mielenkiintoista oli, että he havaitsivat TGF-β-signalointireitin tukahduttamisen uusiutuneessa syövässä. Signaalitekijät IFNG, TNF-α ja THBS1 ilmentyivät vähemmän ja inhibiittori MAPK3:n (tunnetaan myös nimellä ERK1) runsaus oli suurempi, kun taas SMAD2, SMAD3 ja SMAD4 olivat jälleen merkittävästi aliedustettuina . Tiedot viittasivat siihen, että TGF-β-signalointireitin estäjät voivat vähentää virtsarakon syövän uusiutumista .

Puig-Costa et al. käyttivät vasta-ainemikrosiruja mahasyövän (GC) biomarkkerien löytämiseksi. Erityisesti vasta-ainemikrosarja sisälsi vasta-aineita, jotka kohdistuivat erilaisiin tunnettuihin toiminnallisiin proteiineihin, joilla on ratkaiseva rooli syövän etenemisessä, mukaan lukien 120 sytokiinia, 43 angiogeenistä tekijää, 41 kasvutekijää, 40 tulehdustekijää ja 10 metalloproteinaasia. Ingenuity-polkuanalyysi vahvisti, että jotkin biomarkkerit, kuten ICAM-1 ja angiogeniini, osoittivat korkean tulehdusvasteen GC-potilailla. Soluliikkeen ja immuunisolujen liikkumisen kohteiden, kuten monosyyttien kemoattraktiivisen proteiinin (MCP)-1, havaittiin olevan yliedustettuina GC-potilailla. Positiivinen ennustearvo oli tässä validointikohortissa 75 % (95 % CI 53-90) ja negatiivinen ennustearvo 80 % (95 % CI 56-94). Lopuksi GC:hen liittyvän tulehdusproteomin vasta-ainemikroarray-analyyseissä tunnistettiin 21 proteiinista koostuva tulehdusproteiinien aiheuttama mahasyöpäsignifikaatio (INPROGAS), joka erotti GC:n tarkasti muusta kuin syöpään sairastuneesta mahalaukun limakalvosta, ja se voi tarjota uusia johtolankoja syövän etenemisen analysoimiseksi.

Eteläsyöpään liittyvässä eturauhassyöpään liittyvässä eturauhassyöpään liittyvässä eturauhassyöpäpotilaiden diagnosoinnissa Schwenk et al. käyttivät vasta-ainemikroanalyysejä suspensiopapereiden avulla, joiden avulla he vertasivat plasman valkuaisainepitoisuuksien tasoja erilaisten väestöryhmien kesken löytääkseen eturauhas- spesifisen antigeenin (PSA:n) ohella muita biomerkkejä. Sen lisäksi, että he luokittelivat potilaat PSA:n perusteella, he havaitsivat alentuneita CNDP1-tasoja plasmassa, ja myöhemmissä laajemmissa tutkimuksissa osoitettiin, että tämä liittyy taudin aggressiivisempiin muotoihin. Näiden havaintojen validoimiseksi kehitettiin sandwich-immunomääritys yli 1200 potilaalle, ja CNDP1:n alentuneen pitoisuuden yhteyttä imusolmukemetastaasiin selvitettiin edelleen. Tämä on yksi harvoista tutkimuksista, joissa on onnistuttu validoimaan alustava indikaatio vasta-ainemikrosiruprosessin ja kohdennetun määrityksen kehittämisen avulla. Myöhemmässä syövän kacheksiaa koskevassa tutkimuksessa CNDP1:n plasmatasojen havaittiin olevan alentuneita kacheksiapotilailla, mikä viittaa CNDP1:n tasojen muutosten metaboliseen rooliin .

Piensuolen neuroendokriinisia kasvaimia koskevassa tutkimuksessa Darmanis et al. tutkivat plasmatasoja kahdesta riippumattomasta tutkimussarjasta (77 ja 132 näytettä) ja kohdennetulla helmiäisjoukolla 124:n yksilöllisen proteiinin osalta. He pystyivät saavuttamaan jopa 85 prosentin luokittelutarkkuuden käyttämällä proteiinipaneelia, ja lopuksi he ehdottivat uusia ehdokkaita kasvainten luokittelua varten. Tiettyjen ehdokkaiden, kuten IGFBP2:n ja IGF1:n, kohdalla ryhmä suoritti ELISA-määrityksiä indikaatioiden vahvistamiseksi. Nämä havainnot viittaavat plasman proteiinien metaboliseen yhteyteen syövän kanssa ja tukevat näiden kohteiden huomioon ottamista tulevissa syöpätutkimuksissa.

Neurodegeneratiiviset sairaudet

Proteiinien ilmentymisen analyysi tarjoaa mahdollisuuden laajentaa nykyistä tietoa neurodegeneratiivisesta patofysiologiasta . Viimeaikaiset edistysaskeleet proteomiikan alalla ovat tarjonneet mahdollisuuden etsiä uusia biomarkkereita käyttämällä vasta-ainemikrosarjoja . Protokollien kehittämisessä tapahtunut edistys on mahdollistanut sen, että tutkijat ovat voineet tutkia veren lisäksi myös aivo-selkäydinnestettä (CSF) .

Nilssonin laboratorio on suorittanut neuroproteomiikan alalla useita tutkimuksia, joissa on käytetty Human Protein Atlaksesta peräisin olevia vasta-aineita yhdessä suspensiohelmi-matriisimääritysten kanssa. Multippeliskleroosia (MS) sairastavien potilaiden CSF:n profiloinnissa he löysivät GAP43:n, sytoplasman proteiinin, joka osallistuu hermosolujen muodostumiseen ja uudistumiseen, joten se on lupaava aivosairauksien biomarkkeri. Hiljattain Remnestål et al. vertasivat proteiinitasoja 441:ssä aivoselkäydinnäytteessä, jotka oli kerätty eri neurodegeneratiivisten sairauksien näytesarjoista, sekä post mortem kerätyssä aivoselkäydinnesteessä. 376 vasta-aineen joukossa havaittiin synaptisten proteiinien GAP43 ja NRGN olevan yhteydessä AD-potilaisiin verrattuna kontrolleihin.

MS-tautia sairastavien potilaiden plasmanäytteitä, aivoselkäydinnestettä ja aivokudosta käyttäen suoritettiin laajamittainen seulonta, joka alkoi 4500 vasta-aineen hyödyntämisestä bead-matriiseissa . Joukon proteiineja havaittiin olevan yhteydessä MS-taudin alatyyppeihin aivoselkäydinnesteessä ja plasmassa. Joidenkin IRF8:a, IL7:ää ja METTL14:ää vastaan kasvatettujen vasta-ainekandidaattien käyttö myös aivokudoksen immunofluoresenssianalyysissä osoitti, että neuronit värjäytyivät MS-taudin leesioiden läheisyydessä. Tämä osoittaa, että vasta-aineet, jotka on valittu array-pohjaisista määrityksistä kehon nesteiden analysoimiseksi, voivat antaa lisänäyttöä myös sairastuneessa kudoksessa.

Viimeiseksi helmirakenteita käytettiin amyotrofista lateraaliskleroosia (ALS) sairastavien potilaiden plasman profiloimiseen, jolloin 367 ALS-potilasta ja 101 kontrollihenkilöä analysoitiin 278 proteiinin osalta. Tutkimuksen päätteeksi ehdotetaan neurofilamentin keskipolypeptidiä (NEFM), solute carrier family 25:tä (SLC25A20) ja regulator of G-protein signalling 18:ta (RGS18) arvokkaiksi proteiineiksi, koska ne osallistuvat sairauden patofysiologiaan liittyviin prosesseihin, jotka vaativat lisävalidoinnin riippumattomissa näytesarjoissa.